YAP induziert chromosomale Instabilität in Leberkrebspatienten

Zusammenfassung

Hintergrund

Der Hippo‑/YAP-Signalweg ist ein zentraler Regulator des Organwachstums und der Zellproliferation. Eine Aktivierung des transkriptionellen Koaktivators und Onkogens YAP („yes-associated protein“) begünstigt die Entstehung von Lebertumoren.

Ziel

Das Ziel der Arbeit war die Untersuchung der molekularen Mechanismen, die für die YAP-abhängige Hepatokarzinogenese verantwortlich sind.

Methoden

YAP wurde mittels siRNA („small interfering RNA“) in Leberkrebszelllinien inhibiert und die Effekte auf Zielgene anhand Real-time-PCR und Western Immunoblot untersucht. Chromatin‑/Immunpräzipitationen dienten zum Nachweis interagierender Proteine bzw. der direkten Bindung an Zielgenpromotoren. Transgene Mäuse mit leberspezifischer YAP-Expression wurden für in vivo Analysen verwendet. Transkriptomdaten von Patienten mit hepatozellulärem Karzinom (HCC) wurden auf YAP-abhängige Gensignaturen untersucht und mit klinischen Daten korreliert. HCC-tissue-Microarrays wurden mittels Immunhistochemie ausgewertet.

Ergebnisse

Zusammen mit den Transkriptionsfaktoren TEAD4 („TEA domain transcription factor 4“) und FOXM1 („Forkhead box M1“) induziert YAP die Expression von Genen, die für die Entstehung von chromosomaler Instabilität (CIN) verantwortlich sind. Die Überexpression dieser CIN-Gene charakterisiert Leberkrebspatienten mit einer schlechten Prognose. Mechanistisch binden YAP/TEAD4 und FOXM1 an die Promoterregionen der CIN-Gene und steuern dadurch deren Expression. Die Behandlung YAP-transgener Mäuse mit einem spezifischen FOXM1-Inhibitor führt zu einer Reduktion der YAP-abhängigen Hepatomegalie und von CIN. Analysen von humanen HCC-Gewebeproben bestätigen den Zusammenhang zwischen YAP, FOXM1 und CIN.

Diskussion

Diese Ergebnisse decken einen neuen onkogenen Mechanismus des Hippo‑/YAP-Signalwegs auf und identifizieren YAP und FOXM1 als potenzielle Angriffspunkte für zielgerichtete Therapien.

Abstract

Background

The Hippo/YAP signaling pathway is a central regulator of organ growth and cell proliferation. Activation of the transcriptional co-activator and oncogene YAP (yes-associated protein) supports the development of liver cancer.

Aims

The aim of this work was to analyze the molecular mechanisms which are responsible for YAP-induced hepatocarcinogenesis.

Methods

YAP was silenced using siRNAs in liver cancer cell lines and effects on target gene expression were analyzed via real-time polymerase chain reaction (PCR) and western immunoblotting. Immunoprecipitation and chromatin immunoprecipitation was used to study interacting proteins and binding to target gene promoter regions, respectively. Transgenic mice with liver-specific and inducible YAP expression were used for in vivo analysis. Gene expression data from hepatocellular carcinoma (HCC) patients were used to analyze YAP-dependent gene signatures and to correlate with clinical data. HCC tissue microarrays were analyzed using immunohistochemistry.

Results

Together with the transcription factors TEAD4 and FOXM1, YAP induces the expression of genes which are responsible for the development of chromosomal instability (CIN). The overexpression of these CIN genes characterizes liver cancer patients with a poor prognosis. Mechanistically, YAP/TEAD4 and FOXM1 bind to the promoter regions of the CIN genes to directly regulate their expression. The treatment of YAP-transgenic mice with a specific FOXM1 inhibitor reduces the YAP-dependent hepatomegaly, CIN gene expression and CIN. The analysis of human HCC tissue samples confirms the statistical correlation between YAP, FOXM1 and CIN.

Discussion

These results reveal a new oncogenic mechanism of the Hippo/YAP signaling pathway and identify YAP and FOXM1 as potential targets for targeted therapies.